[发明专利]蒸发聚合物喷射沉积系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及半导体器件的制造，并且更具体地涉及的是使用蒸发聚合物喷射沉积系统在半导体器件上形成薄膜的系统。

背景技术

集成电路(IC)产业经历了迅速的增长。IC材料和设计的技术进步产生了多代IC，每一代都具有比上一代更小并且更复杂的电路。尽管如此，这些进步增加了加工和制造IC的复杂性。由于实现了这些进步，IC的加工和制造也需要类似的发展。在IC的发展过程中，功能密度(即，每个芯片区域所互连的器件数量)大体上随着几何尺寸(即，使用制造工艺所能制造出的最小的部件)的减小而增加。

尽管如此，在半导体制造中实现越来越小的部件和工艺仍存在挑战。例如，在制造半导体器件的过程中，可以在器件上形成一个或多个图案化的硬掩模部件。可以使用蚀刻工艺来形成图案化部件。这样的蚀刻工艺会在部件中造成尖锐的内角，该内角会减小器件蚀刻性能。

可通过向器件添加光刻胶/保形的涂层来填充该尖锐的角。传统上通过在器件上滴下大量液态的光刻胶/保形涂层，并且旋转器件晶圆以使该液态涂层扩散。该工艺不能在传统的CMOS处理室中进行。另外，该工艺形成不均匀的涂层，例如，在器件上凸出的部件之间的高梯度位置中的薄涂层和在低位置中的厚涂层。因此，旋转涂覆工艺大体上无法实现均匀的高梯度覆盖聚合物薄层。传统的涂覆系统的其他问题包括：具有高温CVD沉积工艺，在该工艺中，如果以光刻胶膜涂覆结构晶圆，会出现污染问题。应理解的是，传统的旋转涂覆系统无法在半导体器件晶圆上实现基本上均匀的聚合物型薄膜沉积。因此，本发明的目的在于，提供一种使用蒸发聚合物喷射沉积系统在半导体器件上形成薄膜的改善的系统。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种使用蒸发聚合物喷射沉积系统在半导体器件上形成薄膜的改善的系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种一种蒸发喷射沉积装置包括：处理室；流体线，设置所述流体线以传输聚合物流体和溶剂混合物；以及喷射头，所述喷射头在所述处理室附近与所述流体线连接，所述喷射头被设置成接收所述聚合物流体和溶剂混合物并且雾化所述聚合物流体和溶剂混合物，从而以基本上蒸发的形式喷出所述聚合物流体和溶剂混合物。

在该装置中，所述处理室包括底座和围绕着所述底座的侧壁，所述侧壁离开所述底座朝向所述喷射头延伸，所述处理室设置成支撑半导体晶圆，以及所述装置设置成在半导体晶圆上提供厚度小于100埃的涂层。

在该装置中，所述流体线和所述喷射头被另外设置成提供溶剂蒸汽，所述溶剂蒸汽基本上脱离所述聚合物流体；或者所述喷射头被设置成将所述聚合物流体和溶剂混合物雾化为具有直至大约25微米范围内的液滴尺寸；或者所述喷射头被设置成雾化所述聚合物流体和溶剂混合物以在大约1埃每秒至大约5埃每秒的速度范围内在喷射头附近的表面上形成涂层。

根据本发明的另一方面，还提供了一种光刻胶喷射沉积系统包括：处理室；流体线，被设置成传输光刻胶流体；喷射头，在所述处理室附近与所述流体线连接，被设置成接收所述光刻胶流体并且雾化所述光刻胶流体，从而以基本上蒸发的形式喷出所述光刻胶流体；以及在处理室中的加热装置，所述加热装置被设置成向用于接收所述光刻胶流体的半导体晶圆提供硬烘烤工艺。

在该系统中，所述处理室包括底座和围绕着所述底座的侧壁，所述侧壁从所述底座离开朝向所述喷射头延伸，所述加热装置被设置成加热所述光刻胶流体至大约100℃至大约200℃的温度范围，以及所述加热装置被设置成在大约1秒至大约60秒的时间范围内加热所述光刻胶流体。

在该系统中，所述流体线和所述喷射头被另外设置成提供溶剂蒸汽，所述溶剂蒸汽基本上脱离所述光刻胶流体；或者所述喷射头被设置成将所述光刻胶流体雾化为具有直至大约25微米范围内的液滴尺寸；或者所述喷射头被设置成雾化所述光刻胶流体以在大约1埃每秒至大约5埃每秒的速度范围内在半导体晶圆上形成涂层。

根据本发明的另一方面，提供了一种向半导体晶圆表面涂敷薄膜的方法，所述方法包括：提供蒸发喷射沉积系统；提供半导体器件晶圆；在蒸发喷射沉积系统上的雾化喷射头附近放置所述半导体器件晶圆；以及朝向所述半导体器件晶圆雾化聚合物/溶剂溶液，由此在所述半导体器件晶圆上沉积所述溶液。

本发明的该方法进一步包括：在将所述溶液沉积在所述半导体器件晶圆上之后，对所述半导体器件晶圆进行硬烘烤工艺，其中，在大约100℃至大约200℃的温度范围内，在大约1秒至大约60秒的时间段内进行硬烘烤工艺。